CC BY
136
УДК 629.735.067
АНАЛИЗ МЕТОДОВ КОНТРОЛЯ НАДЕЖНОСТИ КОМПОНЕНТОВ ВОЗДУШНЫХ СУДОВ
А.А. ИЦКОВИЧ, И.А. ФАЙНБУРГ, А.Р. АЛЕКСАНЯН
Выполнен анализ существующих методов контроля надежности изделий в авиапредприятиях, определены их недостатки и пути совершенствования
Ключевые слова: контроль надежности, компоненты воздушного судна.
В настоящее время применяются различные методы контроля надежности компонентов воздушных судов в процессе эксплуатации. Анализ этих методов позволит определить их преимущества и недостатки и наметить пути дальнейшего совершенствования.
В соответствии с “Методикой статистического регулирования безотказности”, контроль уровня надежности осуществляется статистическими методами с использованием для расчета верхней границы регулирования (ВГР) закона Пуассона [1-3]
(к п Т • а Г т
ВГР 1000 1000 ] -Кт0—
р = у'Ч___1000) е 1000 1000 (1)
•зад / * п! 5
п=0 п ■
где КЮ00- плановое значение количества отказов на 1000 ч наработки; Т - налет парка
самолетов за контрольный период; а - число однотипных изделий на самолете; п - ожидаемое
количество отказов за контрольный период.
Плановое значение показателя надежности определяется по формуле
пг
К”» =т^ 1000, (2)
Т г а баз
где Пбаз - количество отказов за базовый (предшествующий период); Тбаз - налет парка
самолетов за базовый период.
Ожидаемое количество отказов за контрольный период определяется по формуле
Та
п = К™ --------------------------------------------. (3)
ож 1000 1000
Статистическое регулирование уровня надежности выполняется для однотипных изделий в следующем порядке: по исходным данным (Пбаз, Тбаз) за базовый период по формуле (2)
определяем К000; по исходным данным К000,Т,а по формуле (3) определяем Пож; по исходным данным (Р д п ) по уравнению (1), задавая последовательно (п =0, 1, 2, 3...),
зад
ВГР ВГР
выполняем расчет ^ Рп до тех пор, пока не получим ^ Р - Рзад .
п=0 п=0
Невыполнение условия п £ ВГР при контроле уровня надежности отмечается знаком «*». На основе представленных статистических данных для агрегатов, отмеченных знаком «*», проводится анализ причин снижения надежности за контрольный период, и намечаются мероприятия по повышению надежности.
Наряду с преимуществами указанной методики следует отметить ее недостатки, которые заключаются в отсутствии оценки достоверности контроля и применении в качестве ВГР,
вместо показателя надежности, количества отказов п, требующего пересчета ВГР на каждый контрольный период с учетом планируемого налета и неприспособленного для сравнительной оценки уровня надежности за разные периоды эксплуатации однотипных изделий и изделий разных типов.
В соответствии с документом «Распределение агрегатов и комплектующих изделий по методам эксплуатации самолета Ту-154 с установленным уровнем надежности», подготовленным ОАО «Туполев», ГосНИИ ГА и ГосНИИ АН и утвержденным Управлением надзора за поддержанием летной годности ГВС Федеральной службы по надзору в сфере транспорта, предусмотрено применение следующих методов технической эксплуатации (ТЭ): ТЭ по ресурсу (ТЭР); ТЭ по состоянию с контролем параметров (ТЭП) и ТЭ по состоянию до безопасного отказа (ТЭО). В авиакомпаниях накоплен большой опыт использования указанных методов ТЭ агрегатов и комплектующих изделий самолета Ту-154М.
Контроль уровня надежности осуществляется статистическими методами с использованием для расчета верхней границы регулирования (ВГР) по закону Пуассона по методике, аналогичной рассмотренной выше (1 - 3). Отличие заключается в том, что в качестве ВГР
используется показатель надежности K10oo, и значения ВГР для изделий всех типов
устанавливаются разработчиком едиными для всех предприятий.
Накопленный опыт эксплуатации и достаточно большая статистическая база по отказам и повреждениям функциональных систем и их изделий позволяют решать задачи совершенствования технического обслуживания (ТО) для повышения эффективности процесса ТЭ самолета Ту-154М.
Однако такой подход при определении значений ВГР не позволяет учесть влияние конкретных условий эксплуатации парка ВС каждого авиапредприятия и поэтому требует совершенствования.
Для самолетов Як-40 и Як-42 в Научном центре поддержания летной годности Г осНИИ Г А, при контроле надежности для каждого типа изделия, для i-го квартала определяется допустимое количество отказов ndi путем решения уравнения
xl (2«*+2)=2w,TP (4)
где -Xa (2ndi + 2) квантиль уровня хи-квадрат распределения с 2ndi + 2 степенями свободы;
(О - заданный контрольный уровень надежности, T - суммарная наработка в часах
совокупности рассматриваемых изделий в i-м квартале.
Текущее число отказов в i-м квартале п. сравнивается с допустимым уровнем п..
Превышение значением ni допустимого уровня ndi свидетельствует о статистически значимом
превышении заданного контрольного уровня надежности wu . Приведенное уравнение
учитывает уровень значимости (доверительную вероятность) l при определении допустимого уровня ndi , что является положительным, однако в рассматриваемой методике не указан метод
определения заданного уровня надежности - параметра потока отказов wu .
При применении в авиакомпаниях ВС иностранного производства, в соответствии с рекомендациями ИКАО, применяются Программы обеспечения надежности (Maintenance Reliability Program - MRP) [4]. Цель создания Программы обеспечения надежности в авиакомпании состоит в том, чтобы контролировать и поддерживать ВС, эксплуатируемые авиакомпанией, в пределах приемлемых уровней летной годности, надежности и экономичности.
При этом верхний контрольный предел (UCL) определяется посредством вычисления “стандартного отклонения” (среднего квадратического отклонения) с использованием данных за 12 месяцев
а-
где п-количество месяцев, принятых в расчет; У - показатель за / - й текущий месяц;
*
7 - среднее значение месячного показателя за последние п месяцев; а - стандартное отклонение.
Тогда верхний контрольный предел (ИСЬ) равен:
$ $ ись = 7 + ка или ись = 7 - ка, (6)
где к-коэффициент умножения (обычно имеет значение между 2 и 3).
Величина верхнего контрольного предела для каждого отслеживаемого показателя определяется комитетом управления надежностью авиапредприятия в соответствии с: прошлыми значениями, политикой авиакомпании и экономическими факторами. Уровни надежности регулярно пересматриваются при необходимости комитетом управления надежностью. Значение ИСЬ будет зависеть от разброса значений показателей потока неисправностей контролируемых изделий.
При этом считается, что коэффициент 2 для вычисления ИСЬ является наиболее приемлемым в большинстве случаев. Тем не менее, он может вызывать излишние отклонения в случае применения к системам с широким разбросом значений показателей потока неисправностей. Использование коэффициента 2 в системах с нормальным разбросом значений показателей потока неисправностей может приводить к ложным отклонениям.
Коэффициент 3 рекомендуется для систем с нормальным разбросом значений показателей потока неисправностей. Использование коэффициента 3 вызывает приблизительно 0.3% случаев ложных отклонений.
Выбор коэффициента для вычисления ИСЬ должен обеспечить обоснованное количество отклонений.
Установлен следующий порядок изменения контрольных уровней: группа надежности определяет ИСЬ каждые 12 месяцев, увеличение параметра допускается в пределах 10% от ранее достигнутого уровня, изменение ИСЬ свыше 10% должно быть одобрено комитетом управления надежностью.
Если система находится в состоянии превышения установленного ИСЬ в течение трех месяцев, и исследования показывают, что контрольный предел установлен неправильно, отклонения могут быть пересмотрены.
Несмотря на широкое применение указанной методики определения верхних контрольных пределов (5, 6) в соответствии с рекомендациями ИКАО [4], следует отметить ряд недостатков этой методики: при небольшой численности парка ВС авиакомпании для высоконадежных изделий АТ за контрольный период может наблюдаться небольшое количество отказов (от 1 до 5), что приводит к трудностям оценки характеристики разброса а; для определения коэффициента к приводятся качественные рекомендации, не производится оценка доверительной вероятности.
Выявленные недостатки применяемых методик контроля надежности требуют разработки научно-методического обеспечения решения задач управления режимами контроля надежности для ПЛГ ВС с использованием современных результатов научных исследований.
ЛИТЕРАТУРА
1. Герасимова Е.Д. Применение метода статистического регулирования при управлении надежностью изделий АТ в ЭАП // Проблемы обеспечения эксплуатационной надежности и технологичности АТ: межвуз. сб. научных трудов. - М.: МИИГА, 1986.
2. Смирнов Н.Н., Ицкович А.А., Герасимова Е.Д., Лебедев А.В. Методика статистического регулирования надежности изделий авиационной техники при управлении эффективностью процесса технической эксплуатации самолетов в эксплуатационных авиапредприятиях. - М.: МИИГА, 1987.
3. Смирнов Н.Н., Ицкович А.А. Обслуживание и ремонт авиационной техники по состоянию - М.: Транспорт, 1987.
4. Руководство по летной годности. - Т. 1. Организация и процедуры. - Т. 2. Сертификация конструкции и сохранение летной годности. Doc 9760 AN/967/ ICAO, 2001.
THE ANALYSIS OF CHECKING METHODS OF THE AIRCRAFT COMPONENTS RELIABILITY
Itskovich A.A., Faynburg I.A., Aleksanyan A.R.
The analysis of existing checking methods of products reliability in aviation enterprises is executed, their lacks and perfection ways are defined.
Key words: control the reliability, aircraft components.
Сведения об авторах
Ицкович Александр Абрамович, 1934 г.р., окончил Уфимский авиационный институт (1957), профессор, доктор технических наук, профессор кафедры технической эксплуатации летательных аппаратов и авиадвигателей МГТУ ГА, автор более 250 научных работ, область научных интересов -эксплуатационная надежность и эффективность эксплуатации авиационной техники, управление процессами технической эксплуатации и поддержания летной годности летательных аппаратов.
Файнбург Инна Александровна, окончила МИИВТ (1989), кандидат технических наук, доцент кафедры технической эксплуатации летательных аппаратов и авиадвигателей МГТУ ГА, автор 36 научных работ, область научных интересов - управление процессами технической эксплуатации и поддержания летной годности летательных аппаратов.
Алексанян Армен Размикович, 1976 г.р., окончил Государственный инженерный университет Армении (2001), аспирант кафедры технической эксплуатации летательных аппаратов и авиадвигателей МГТУ ГА, автор 4 научных работ, область научных интересов - поддержание лётной годности воздушных судов.
